Riprendiamo la diapositiva in cui abbiamo messo in evidenza la situazione media dell’atmosfera individuata da Bergeron (Capitolo 3-diapositiva 10).

Poiché si tratta di una struttura che si palesa in un periodo di tempo lungo, le cinture bariche di cui abbiamo parlato subiscono modifiche nel corso del tempo. In particolare, le variazioni avvengono in base alla fase stagionale e si manifestano sottoforma di grandi anse che interessano vaste porzioni d’emisfero.
In queste immense anse (onde lunghe) si formano degli anticicloni e dei cicloni (onde corte), ossia rispettivamente ci si riferisce alle onde di Rossby e di Biernks.
La diapositiva che segue chiarisce molto bene questo importante legame.

Diapositiva n. 19

Sono le dinamiche che influenzano l’andamento del tempo meteorologico e ne fanno assumere le caratteristiche specifiche. Sono gli eventi meteorologici e la loro frequenza di ripetizione in determinate aree geografiche, può influenzare o determinare le caratteristiche del clima di quelle regioni.
Questo dinamismo dell’atmosfera rappresenta il motore del clima.
Di seguito vi mostro una serie di tre diapositive, in cui queste dinamiche hanno generato fasi fredde e burrascose piuttosto marcate. Le mappe che vedrete sono riferite all’altezza del geopotenziale per i 500 hPa.
Tradotto in scala ai falsi colori, le tinte calde indicano aree di alta pressione (elevate quote dell’altezza), mentre le tinte fredde rappresentano le aree di bassa pressione.
Gli eventi di seguito proposti riguardano situazioni non frequenti per l’area mediterranea e per l’Europa nella nostra fase storica. Per tale motivo diedero vita ad eventi meteorologici ricordati negli annali della meteorologia. Tuttavia, sono utili per riflettere su come la loro aumentata frequenza, potrebbe dar vita ad una nuova fase climatica. Una riflessione che, come vedremo più avanti nel nostro viaggio nel clima, si realizzò più volte in passato.

Diapositiva n. 20
Diapositiva n. 21
Diapositiva n. 22

Se osservate con un minimo di attenzione le mappe proposte nelle diapositive, potrete notare come si evidenza uno schema (Pattern) ripetitivo a livello emisferico.
Il pattern delle diapositive è caratterizzato da una robusta alta pressione sull’oceano Pacifico a ridosso delle montagne rocciose nei pressi dell’Alaska (chiamata prima onda), un’altra robusta e pronunciata area anticiclonica verso Nord alta pressione sull’oceano Atlantico (seconda onda) ed infine un’altra alta pressione sull’Asia (terza onda). Ampie anse cicloniche interessano vaste porzioni delle medie latitudini. Questo ed altri schemi sono frutto della geografia dell’emisfero Boreale e dell’interazione che i moti atmosferici, sempre a scala emisferica, hanno con la stessa.
Riprendendo ciò che abbiamo scritto poco sopra, la dispositiva 23 riporta la distinzione concettuale tra la meteorologia e la climatologia.

Diapositiva n. 23

Sino agli anni ’60 la climatologia fu fondata sull’idea della sostanziale immutabilità del clima nel tempo e le analisi climatiche si riferirono essenzialmente allo studio dei diagrammi pollinici. Tra i protagonisti più importanti della rivoluzione del pensiero inerente alla climatologia, di certo si deve ricordare Hubert Lamb.

Diapositiva n. 24

Fu lo scienziato che, in modo inizialmente quasi eretico, si spese per cambiare la mentalità che, al tempo, accompagnò la gran parte dei geografi che si dedicarono a questa disciplina. All’inizio della sua battaglia, una delle leve su cui agì furono proprio le notizie derivanti dagli archivi storici (nella diapositiva 24 è riportato anche il titolo di uno dei suoi più famosi libri). Per il suo pionieristico lavoro, Lamb è considerato il padre del moderno approccio alla climatologia
Per definire i passaggi di stato del clima servono informazioni.
Dati oggettivi su cui costruire il castello di elementi che permetta la formulazione di un’analisi veritiera degli eventi. Quindi ora affrontiamo il problema dei dati.

Diapositiva n. 25

I dati possono essere divisi in due fondamentali classi; i dati misurati e i dati derivanti dai cosiddetti proxy (diapositiva 25).
I Proxy sono misure indirette di un qualche parametro e, nelle scienze del clima, il parametro principe d’indagine in termini di proxy è la temperatura.
Questo un po’ per la caratteristica del parametro stesso, ossia la variazione su scale spaziali abbastanza ampie (si pensi ad esempio all’irregolarità spaziale a piccola scala della pioggia) e l’altra poiché la temperatura è centrale sia nella genesi della fenomenologia atmosferica, sia negli effetti che il clima impone sulla fauna e la flora.
La storia del clima è stata ricostruita attraverso l’intreccio di più discipline (qui elencate sinteticamente nella diapositiva 25) ed ognuna di esse ha portato un tassello alla costruzione dell’odierna comprensione degli accadimenti del passato.
Non tutte le informazioni derivanti dalle varie discipline hanno però ugual qualità dell’informazione.
In particolare, gli avvenimenti narrati nella storia hanno necessità (come chiarito nel capitolo 1) d’essere filtrati, poiché solitamente gestiti in termini qualitativi e non quantitativi, ma hanno il grande pregio di fissare una tempistica abbastanza precisa. Quindi è veramente l’insieme delle discipline che dà corpo alla traduzione, tramite i proxy, di ciò che climaticamente è accaduto nel corso dei millenni e anche oltre. Non tutti i proxy hanno, come vedremo tra breve, la profondità temporale necessaria per l’analisi climatica nel corso del tempo, ma è indubbio che il loro contributo ha permesso comunque di stabilire degli elementi di calibrazione anche per quei proxy che tale possibilità l’hanno.
Ritornando ai dati certi, ovvero misurati, la serie estesa e controllata parte dal 1948, ossia dall’entrata in funzione della rete mondiale di rilevamento del WMO (Organizzazione mondiale della meteorologia).
Se ci spingiamo alla ricerca di una mappatura ancor più di qualità, esempio nelle aree polari e nelle porzioni più alte di quota dell’atmosfera, diviene necessario attendere perlomeno la metà degli anni ’70. Importanti archivi di dati partono dal 1979. Pertanto, per ciò che riguarda i dati di miglior qualità, stiamo parlando di archivi di breve periodo.
Questo dà forse il senso più profondo della gioventù delle discipline di cui stiamo trattando. Prima del 1948 non è che vi sia assenza completa di dati, ma si tratta di dati derivanti da situazioni locali e spesso del solo parametro inerente la temperatura. Tra le serie termometriche storiche più lunghe si possono annoverare quella di Torino, Modena.

Diapositiva n. 26

Si intuisce che la storia del clima fu ricostruita attraverso i proxy. In diapositiva 27 alcuni esempi di proxy.

Diapositiva n. 27

Come segnalato in precedenza, sino agli anni ’60 la climatologia fu fondata sui diagrammi pollinici.
Specie differenti hanno necessità ambientali differenti per crescere e dunque il clima ne determina la presenza o meno in certe aree.
Nella diapositiva 27 possiamo notare come, ad esempio, il castagno ed il frumento siano in anti-fase.
Quindi in castagno prospera meglio in climi freschi e vice versa il grano in climi caldi. La frazione percentuale di pollini reperibili nei sedimenti suggerisce l’andamento climatico.
Altro proxy di natura biologica sono gli anelli di accrescimento degli alberi (dendrocronologia). In questo caso si riesce ad analizzare la stagione calda, poiché l’albero ha un’attività vegetativa che si azzera nel semestre freddo. Nella diapositiva 27 è riportata la serie dendrocronologica più lunga oggi nota.
Infine, vi è un esempio (sempre in diapositiva 27) di un proxy storico; il costo di alcuni cereali nel tempo. Con la cura necessaria nel manipolare i dati, anche le fonti storiche si son rivelate preziosissime per lo studio del clima.

Diapositiva n. 28

I proxy migliori sono quelli di origine fisica e geologica (diapositiva n.28).
Le morene glaciali, le stratificazioni dei sedimenti (oceanici e lacustri), i vulcani, nonché i decadimenti radioattivi di alcuni elementi, creano la classe di strumenti principe in termini di qualità dei dati proxy. In verità, come vedremo, si utilizzano anche in larga misura gli isotopi stabili di alcuni elementi (quindi non solo gli elementi instabili che danno vita al decadimento radioattivo). Quando pensiamo agli elementi della tavola periodica, stiamo ragionando in termini di chimica, poiché chi determina le caratteristiche chimiche (e in parte fisiche) degli elementi è proprio la struttura degli elettroni (poiché trattiamo elementi neutri, parallelamente anche di protoni nel nucleo). Ma nell’ambito della stessa famiglia chimica, vi possono esser presenti, seppur in frazioni minimali, atomi che hanno un peso differente (ossia hanno ugual protoni e differenti neutroni); questi vengono chiamati isotopi. Gli isotopi in parte sono stabili e in parte instabili. Gli elementi instabili decadono con tempi noti alla fisica (detto tempo di dimezzamento poiché viene dimezzata la concertazione dell’isotopo stesso) e possono essere utilizzati (se una volta intrappolato non viene rinnovata la sua presenza nel corpo del materiale in esame) proprio in virtù del cambio di concentrazione come degli orologi di natura atomica. Uno di questi famosi orologi è il Carbonio 14.
Il carbonio 14 viene assorbito dagli esseri viventi durante la loro vita, ma una volta morti tale processo si arresta. Il decadimento radioattivo del C14 ne dimezza la concentrazione ogni 5730 anni e per questo ad oggi, con questo isotopo, è possibile radiodatare reperti risalenti circa 50000 anni fa.
l’origine del C14 è determinata dall’interazione in atmosfera dell’azoto e dei raggi cosmici
Si intende che la radiodatazione viene fatta anche con altri isotopi o rapporti tra essi. Tra i più famosi c’è il rapporto uranio 238/piombo 206, in grado di determinare l’età delle rocce con una precisione di un paio di milioni di anni sull’arco temporale di tre miliardi di anni (l’uranio 238 dimezza in circa 4.5 miliardi di anni).
Ma anche la geologia è davvero importante.
Le eruzioni vulcaniche lasciano una firma chimica piuttosto specifica per ogni eruzione e la cenere vulcanica diviene un proxy preciso nei casi in cui l’eruzione venga tracciata nei documenti storici.
Anche i sedimenti risultano di particolare interesse, poiché racchiudono in sé elementi su cui la biologia può esprimere la sua azione ed anche in quelle fasi in cui tale azione non si esprime. Un esempio sono le torbiere prossime ad alcuni ghiacciai, che alternano strati di sabbia a strati di torba.
Ossia si alternano momenti di ritirata del ghiacciaio e momenti d’espansione.